Zadanie 3.4. Wykonawcy: dr Tomasz Góral, dr Piotr Ochodzki Zakład Fitopatologii, Pracownia Chorób Roślin

Transkrypt

1 Program Wieloletni Tworzenie naukowych podstaw postępu biologicznego i ochrona roślinnych zasobów genowych źródłem innowacji i wsparcia zrównoważonego rolnictwa oraz bezpieczeństwa żywnościowego kraju Zadanie 3.4 Analiza składu gatunkowego grzybów z rodzaju Fusarium powodujących fuzariozę kłosów pszenicy oraz skażenia ziarna toksynami w powiązaniu z warunkami pogodowymi w danym roku Wykonawcy: dr Tomasz Góral, dr Piotr Ochodzki Zakład Fitopatologii, Pracownia Chorób Roślin mgr Katarzyna Grelewska-Nowotko Zakład Biotechnologii i Cytogenetyki Roślin, Laboratorium Kontroli Genetycznie Modyfikowanych Organizmów Sprawozdanie PW

2 Cel zadania 3.4: Określenie składu gatunkowego grzybów z rodzaju Fusarium powodujących fuzariozę kłosów pszenicy oraz skażenia ziarna toksynami fuzaryjnymi w różnych regionach Polski w zależności od przebiegu pogody Uszkodzenie ziarniaków Gatunki Fusarium Toksyny fuzaryjne Deoksyniwalenol Zearalenon T-2 toksyna Sprawozdanie PW

3 Pochodzenie prób ziarna dwóch odmian pszenicy ozimej Arkadia i Bamberka (Stacje Doświadczalne Oceny Odmian COBORU) 04:59:57 Sprawozdanie PW

4 Średnie opady (mm) Średnie miesięczne sumy opadów dla miejscowości, z których pochodziły badane próby ziarna V VI VII VIII Średnie opady 2014 Średnie opady 2015 Średnie opady 2016 Sprawozdanie PW

5 Śrem Wójtostwo Seroczyn Masłowice Słupia Krościna Mała Głębokie Skołoszów Kochcice Pawłowice Kościelna Wieś Świebodzin Wyczechy Węgrzce Czesławice Rychliki Lisewo Rarwino Karżniczka Nowa Wies Ujska Zybiszów Cicibór Duży Tomaszów Bol. FDK (%) Stopień uszkodzenia ziarniaków przez Fusarium (FDK) w 2016r. 18,0 16,0 14,0 Arkadia FDK=7,2% Bamberka FDK=7,4% 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Sprawozdanie PW

6 podkarpackie śląskie kujawsko-pomorskie dolnośląskie mazowieckie lubuskie łódzkie małopolskie lubelskie zachodniopomorskie Suma opadów V-VIII (mm) wielkopolskie pomorskie warmińskomazurskie świętokrzyskie 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Stopień uszkodzenia ziarniaków przez Fusarium (FDK) oraz sumy odpadów w poszczególnych województwach w 2016r. Sprawozdanie PW

7 Średni stopień uszkodzenia ziarniaków przez Fusarium (FDK) w latach r. Sprawozdanie PW

8 Oznaczanie zawartości DNA Fusarium w ziarnie pszenicy oraz określanie udziału poszczególnych gatunków Fusarium metodą real-time PCR Oznaczono zawartość DNA w 20 próbach z roku 2014 i 20 próbach z roku 2015 Przykładowe krzywe amplifikacji dla F. graminearum i F. poae (2014) Sprawozdanie PW

9 Zawartości DNA Fusarium w ziarnie pszenicy ozimej oraz frekwencja gatunków Fusarium w roku 2014 Średnio: 379 pg DNA Fusarium na 1 mg DNA pszenicy F. avenaceum w ilościach śladowych Sprawozdanie PW

10 Zawartości DNA Fusarium w ziarnie pszenicy ozimej oraz frekwencja gatunków Fusarium w roku 2015 Średnio: 246 pg DNA Fusarium na 1 mg DNA pszenicy F. avenaceum w ilościach śladowych Sprawozdanie PW

11 Oznaczanie profilu mikotoksyn fuzaryjnych w próbach ziarna z roku 2015 metodami chromatograficznymi i immunoenzymatycznymi Deoksyniwalenol Zearalenon T-2 toksyna HT-2 toksyna Sprawozdanie PW

12 Zawartość deoksyniwalenolu w ziarnie pszenicy z poszczególnych województw w 2014r. Najwyższy dopuszczalny poziom deoksyniwalenolu w ziarnie pszenicy 1,250 mg/kg Sprawozdanie PW

13 Zawartość deoksyniwalenolu w ziarnie pszenicy z poszczególnych województw w 2015r. Sprawozdanie PW

14 Zawartość zearalenonu w ziarnie pszenicy z poszczególnych województw w 2014r. Najwyższy dopuszczalny poziom zearalenonu w ziarnie pszenicy 0,100 mg/kg Sprawozdanie PW

15 Zawartość zearalenonu w ziarnie pszenicy z poszczególnych województw w 2015r. Sprawozdanie PW

16 Zawartość toksyn T-2/HT-2 w ziarnie pszenicy z poszczególnych województw w 2014r. Najwyższe dopuszczalne poziomy toksyn T-2/HT-2 w ziarnie nieprzetworzonym 0,100 mg/kg oraz w ziarnie do bezpośredniego spożycia dla ludzi 0,050 mg/kg wg Zalecenia Komisji z dnia 27 marca 2013 r. (2013/165/UE) Sprawozdanie PW

17 Zawartość toksyn T-2/HT-2 w ziarnie pszenicy z poszczególnych województw w 2015r. Najwyższe dopuszczalne poziomy toksyn T-2/HT-2 w ziarnie nieprzetworzonym 0,100 mg/kg oraz w ziarnie do bezpośredniego spożycia dla ludzi 0,050 mg/kg wg Zalecenia Komisji z dnia 27 marca 2013 r. (2013/165/UE) Sprawozdanie PW

18 Log (F. graminearum DNA) Zależności pomiędzy uszkodzeniem ziarniaków (FDK) a zawartością w ziarnie DNA czterech gatunków Fusarium w 2014 r. Zmienne FDK F. culmorum F. langsethiae F. poae F. graminearum F. culmorum 0,244 F. langsethiae -0,050-0,032 F. poae 0,173-0,120-0,202 F. graminearum 0,683 0,186-0,267 0,256 Suma DNA 0,681 0,198 0,067 0,496 0,839 3,5 3 Scatter plot(f. graminearum vs FDK śr) 2,5 2 1,5 1 R² = 0,4687 0, FDK (%) Sprawozdanie PW

19 Korelacje zwartości DNA Fusarium w ziarnie pszenicy i warunków pogodowych (temperatura, opady) w roku 2014 (w okresie maj-sierpień) Log F.g DNA Zmienne F. culmorum F. langsethiae F. poae F. graminearum Suma DNA F. langsethiae -0,032 F. poae -0,120-0,202 F. graminearum 0,186-0,267 0,256 Suma DNA 0,198 0,067 0,496 0,839 Temp. V -0,256-0,284 0,067 0,459 0,370 Temp. VI -0,197-0,163 0,288 0,434 0,354 Temp. VII -0,339 0,111 0,017-0,194-0,072 Temp. VIII -0,441-0,255 0,312 0,387 0,384 Opady V 0,211-0,246 0,153 0,568 0,413 Opady VI 0,126-0,307 0,092 0,211 0,169 Opady VII 0,156-0,115 0,145 0,257 0,186 Opady VIII 0,043 0,350-0,038 0,197 0,257 Suma opadów 0,226-0,150 0,157 0,527 0,422 Opady 16V-15VI 0,104-0,306 0,092 0,508 0,335 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2, Opady V (mm) Sprawozdanie PW

20 Układ współrzędnych dwóch składowych głównych dla 23 miejsc pochodzenia prób pszenicy ozimej w Składowe wyjaśniają 45,74% zmienności pomiędzy miejscowościami pod względem zawartości DNA czterech gatunków Fusarium w ziarnie oraz warunków pogodowych (T temperatury, O opady) F2 (21,80 %) 5 4 Czesławice OVI OV 3 F. graminearum Skołoszów 2 OVIII 1 0 Kochcice F. culmorum Tomaszów Bol. Seroczyn Marianowo OVII Zybiszów Pawłowice Lućmierz Cicibór Duży F. poae Węgrzce TV TVIII -1-2 Rarwino F. langsethiae Lisewo Radostowo Nowa Wies Ujska Rychliki Kościelna Wieś Świebodzin Głębokie TVI Śrem Wójtostwo -3 TVII F1 (23,94 %) Sprawozdanie PW

21 Korelacje zwartości DNA Fusarium w ziarnie pszenicy i standaryzowanych wartości temperatury i opadów (T+O) w roku 2014 (w okresie maj-sierpień) Zmienne T+O V T+O VI T+O VII T+O VIII F. culmorum -0,032-0,062-0,155-0,279 F. langsethiae -0,378-0,410-0,003 0,067 F. poae 0,157 0,332 0,137 0,192 F. graminearum 0,732 0,562 0,053 0,410 Suma 0,558 0,457 0,096 0,450 Temperatura Opady V VI VII VIII 0 V VI VII VIII Sprawozdanie PW

22 Korelacje zwartości DNA czterech gatunków Fusarium w ziarnie pszenicy i warunków pogodowych (temperatura, opady) w roku 2015 (w okresie maj-sierpień) F2 (16,52 %) Zmienne F. langsethiae F. poae F. graminearum Suma DNA F. poae 0,009 F. graminearum -0,108-0,322 Suma DNA 0,205 0,790 0,221 Temp. V -0,283 0,393 0,125 0,419 Temp. VI -0,230 0,464-0,016 0,387 Temp. VII -0,029 0,399-0,183 0,302 Temp. VIII -0,133 0,122 0,025 0,149 Opady V -0,015 0,064-0,281-0,155 Opady VI 0,288 0,103-0,133 0,153 Opady VII 0,199 0,114 0,281 0,332 Opady VIII 0,083 0,190 0,109 0,221 Suma opadów 0,236 0,216-0,142 0, OVI OVIII OVII Świebodzin Głębokie Tomaszów Bol. Karżniczka F. langsethiae Radostowo Słupia F. g. Rychliki Wyczechy Lućmierz Węgrzce F. poae TV Krościna Mała Skołoszów TVII Masłowice Zybiszów Pawłowice TVIII TVI Seroczyn Kościelna Wieś Marianowo Cicibór Duży OV -4 Czesławice F1 (31,37 %) Sprawozdanie PW

23 F2 (22,10 %) Układy współrzędnych dwóch składowych głównych dla 24 miejsc pochodzenia prób pszenicy ozimej. Składowe wyjaśniają 54,29% zmienności pomiędzy miejscowościami pod względem zawartości toksyn T-2/HT-2 w ziarnie dóch odmian pszenicy i warunków pogodowych w 2015r Wyczechy Karżniczka Biplot (axes F1 and F2: 54,29 %) Tomaszów Bolesławiecki OVI T2+HT2 Bamberka Świebodzin T2+HT2 Arkadia OVII Słupia OVIII Zybiszów Nowa Wieś Ujska Węgrzce Śrem Wójtostwo TV TVII Rychliki Głębokie Skołoszów TVIII Masłowice Lisewo Kochcice Krościna Mała Pawłowice TVI Radostowo Lućmierz Seroczyn Kościelna Wieś OV Marianowo Cicibór Czesławice F1 (32,19 %) Sprawozdanie PW

24 Podsumowanie wyników Stopień uszkodzenia ziarniaków w 2016r. był dwukrotnie wyższy niż w 2015r. i zbliżony do obserwowanego w 2014r. co wynikało z wysokich opadów podobnych to obserwowanych w 2014r. W 2014 w ziarnie pszenicy dominował gatunek F. graminearum, głównie w południowo-wschodniej Polsce; W 2015 w ziarnie pszenicy dominował gatunek F. poae, głównie w południowej i centralnej Polsce; Stwierdzono bardzo niski poziom skażenia ziarna pszenicy z roku 2015 deoksyniwalenolem i zearalenonem. W większości prób zwartość tych toksyn była poniżej limitu detekcji. Stwierdzono wysoki poziom skażenia ziarna pszenicy ze zbiorów w 2015r. toksynami T-2 i HT-2. W 45% prób przekroczone były zalecane limity tych toksyn, najwyższe skażenie T-2/HT-2 wystąpiło w centralnej i południowej Polsce Wysokie opady i wysoka temperatura sprzyjały obecności F. graminearum w ziarnie Niskie opady i wysoka temperatura sprzyjały obecności F. poae w ziarnie Niska temperatura i średnie opady sprzyjały obecności F. langsethiae w ziarnie i tworzeniu toksyn T-2 i HT-2 Sprawozdanie PW